(57)【要約】【課題】  自走式破砕機において、低負荷作業時には低燃費運転ができながら、高負荷作業となった場合、油圧ポンプ９、１０の斜板角を小さくするよう制御して、ポンプ負荷トルクが予め設定した設定負荷トルクになるよう制御しながら、クラッシャ３の運転速度が遅くならないようにする。【解決手段】  トルク演算手段で演算した演算負荷トルクが予め設定した設定負荷トルクを超えていると判断される場合、油圧ポンプの斜板角を下げて負荷トルクが設定負荷トルクになるよう前記設定斜板角の補正をする一方、該斜板角を下げることによるポンプ流量の減少をなくしてポンプ流量が一定になるよう設定エンジン回転数を補正するようにする。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン駆動力を受けた斜板式油圧ポンプから供給される圧油により作動する破砕装置を備えて構成される自走式破砕機において、前記エンジンの回転数制御および油圧ポンプの斜板角制御を実行する制御部を設けるにあたり、破砕装置の作業速度を設定する作業速度設定手段と、油圧ポンプから吐出される圧油の圧力検知をする圧力検知手段と、エンジン回転数を設定する回転数設定手段と、作業速度設定手段で設定された設定作業速度に基づいて油圧ポンプの斜板角を設定する斜板角設定手段と、該斜板角設定手段で設定された設定斜板角と圧力検知手段で検知された検知圧力とに基づいて油圧ポンプの負荷トルクを演算するトルク演算手段と、トルク演算手段で演算した演算負荷トルクが予め設定した設定負荷トルクを超えていると判断される場合、回転数設定手段で設定されたエンジンの設定回転数を高くするよう補正すると共にポンプ流量が一定になるよう前記設定斜板角を小さくするよう補正する回転数及び斜板角補正手段とを設けたことを特徴とする自走式破砕機。
【請求項２】
請求項１において、回転数及び斜板角補正手段での補正は、設定負荷トルクを演算負荷トルクで除算して得た補正係数について０から１までに制限した制限補正係数で設定エンジン回転数を除算すると共に、前記制限補正係数を設定斜板角に乗算する補正であることを特徴とする自走式破砕機。
【請求項３】
請求項１または２において、油圧ポンプは、破砕装置を駆動するための第一油圧ポンプと、破砕装置以外のアクチュエータを駆動するための第二油圧ポンプとからなり、トルク演算手段は、第一、第二の各油圧ポンプの負荷トルクをそれぞれ演算する第一、第二トルク演算手段と、該演算されたトルクの総和を演算するトルク総和演算手段とで構成されていることを特徴とする自走式破砕機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、岩石、建設廃材等の被破砕物を破砕するクラッシャ等の破砕装置を搭載した自走式破砕機の技術分野に属するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種の自走式破砕機は、図１に示すようにクラッシャ搭載型である場合、クローラ式の走行体１、投入された被破砕物（ガラ）を振動篩で分別する振動フィーダ２、該振動フィーダ２で分別された被破砕物を破砕処理するクラッシャ３、該クラッシャ３で破砕処理された破砕物を搬送搬出するメインコンベア４、前記振動フィーダ２から篩い落とされた落下物を搬出するサイドコンベア５、メインコンベア４で搬送される破砕物中に含まれる鉄筋等の磁性体を磁着除去する磁選機６等の各種の部材装置を備えて構成され、これら部材装置の駆動は、パワーユニット７に搭載したエンジン（ディーゼルエンジン）８の駆動力を受けた油圧ポンプ９、１０から吐出される圧油力を得て行うようにしている。
【０００３】
そこで、図５に従来の油圧回路図を示すが、９、１０は前記エンジン８からの駆動力を受けて駆動する斜板式の第一、第二油圧ポンプ、１１は第一、第二油圧ポンプ９、１０から供給される圧油を前記部材装置の駆動をそれぞれ司る各アクチュエータに分配するメインコントロールバルブブロック、１２は第一、第二油圧ポンプ９、１０の斜板角（斜板角度）制御等の各種制御をする制御部（コントローラ）、１３はエンジン回転数を設定するエンジン回転数設定器（アクセルダイヤル）、１４はクラッシャ３の速度を設定するクラッシャ速度設定器、１５は振動フィーダ２の速度を設定するフィーダ速度設定器であって、前記制御部１２は、これら設定器１３、１４、１５によって設定された設定状態となるようエンジン８の回転数、第一、第二油圧ポンプ９、１０の斜板角を制御し、これによって圧油の流量制御をするようになっている。
【０００４】
一方、前記メインコントロールバルブブロック１１には、走行体１の駆動をする左右の走行用モータ１６、１７、クラッシャ３の駆動をするクラッシャ用モータ１８が接続されると共に、これら以外のアクチュエータ、つまり振動フィーダ用モータ１９、メインコンベア用モータ２０、サイドコンベア用モータ２１、磁選機用モータ２２に対して圧油供給制御をする圧力補償型の流量制御バルブブロック２３が接続されている。
【０００５】
そして従来の自走式破砕機において、作業中は、前述したようにエンジン回転数設定器１３によって設定された設定回転数でエンジン８を回転駆動させる一方、クラッシャ３は、クラッシャ速度設定器１４で設定した設定速度に基づいて斜板角制御（流量制御）された第一油圧ポンプ９から吐出される圧油を受けて一定速度で駆動するようになっている。また、振動フィーダ２は、フィーダ速度設定器１５の設定値に基づいて開度量制御された流量制御バルブブロック２３からの圧油を受けて一定速度で駆動し、さらにまた、メインコンベア４、サイドコンベア５、磁選機６についても前記開度量制御される流量制御バルブブロック２３からの圧油を受けて一定速度で作動するようになっている。
【０００６】
このように制御される破砕機において、破砕作業は高負荷状態となることから、従来、作業中は、エンジン回転数を最大に設定し、エンジン８を定格回転域で一定運転するのが一般であった。ここで図４にエンジンの出力特性を示すが、該図面において横軸はエンジン回転数を、縦軸はエンジン出力トルクをそれぞれ示し、また図中のトルク特性内のカーブは等燃費カーブを示している。そして前述したようにエンジン８が定格回転域で運転する場合、低負荷時においてもエンジン特性図のＣ−Ｄのあいだで常に運転されることになって燃費が悪いという問題がある。
【０００７】
この改善策として、アクチュエータの負荷検知をし、該検知に基づいて演算したエンジンの目標回転数から目標燃料噴射量を演算すると共に、前記エンジンの目標回転数がエンジンの実回転数より小さいときには目標燃料噴射量を減少させ、大きいときには増大させるよう制御をし、これによって燃料消費を抑え、燃費向上を図ろうとするものが提唱されている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開平１１−２１４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、前記改善策のものを、自走式破砕機のようにクラッシャの作動速度を一定に保持しなければならないという特徴があるものにそのまま採用した場合、エンジン回転数の上昇に伴いポンプ流量も増加することになってクラッシャの作動速度が変化してしまうという問題があって採用することはできず、ここに本発明の解決すべき課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、エンジン駆動力を受けた斜板式油圧ポンプから供給される圧油により作動する破砕装置を備えて構成される自走式破砕機において、前記エンジンの回転数制御および油圧ポンプの斜板角制御を実行する制御部を設けるにあたり、破砕装置の作業速度を設定する作業速度設定手段と、油圧ポンプから吐出される圧油の圧力検知をする圧力検知手段と、エンジン回転数を設定する回転数設定手段と、作業速度設定手段で設定された設定作業速度に基づいて油圧ポンプの斜板角を設定する斜板角設定手段と、該斜板角設定手段で設定された設定斜板角と圧力検知手段で検知された検知圧力とに基づいて油圧ポンプの負荷トルクを演算するトルク演算手段と、トルク演算手段で演算した演算負荷トルクが予め設定した設定負荷トルクを超えていると判断される場合、回転数設定手段で設定されたエンジンの設定回転数を高くするよう補正すると共にポンプ流量が一定になるよう前記設定斜板角を小さくするよう補正する回転数及び斜板角補正手段とを設けたことを特徴とする自走式破砕機である。
請求項２の発明は、請求項１において、回転数及び斜板角補正手段での補正は、設定負荷トルクを演算負荷トルクで除算して得た補正係数について０から１までに制限した制限補正係数で設定エンジン回転数を除算すると共に、前記制限補正係数を設定斜板角に乗算する補正であることを特徴とする自走式破砕機である。
請求項３の発明は、請求項１または２において、油圧ポンプは、破砕装置を駆動するための第一油圧ポンプと、破砕装置以外のアクチュエータを駆動するための第二油圧ポンプとからなり、トルク演算手段は、第一、第二の各油圧ポンプの負荷トルクをそれぞれ演算する第一、第二トルク演算手段と、該演算されたトルクの総和を演算するトルク総和演算手段とで構成されていることを特徴とする自走式破砕機である。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明とすることにより、低負荷時において低燃費運転ができ、高負荷時にはエンジン回転数を高くして高負荷作業ができながら、ポンプ流量の増大をなくしてポンプ流量を一定にして破砕装置の作業速度を一定に維持できることになる。
請求項２の発明とすることにより、高負荷時でのエンジン回転数と斜板角の補正が簡単にできることになる。
請求項３の発明とすることにより、油圧ポンプが、破砕装置を駆動するための第一油圧ポンプと、破砕装置以外のアクチュエータを駆動するための第二油圧ポンプとを備えて構成されるものにおいても低燃費運転ができることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明の実施の形態について図２〜図４を用いて説明するが、前記図５において引出し符号を用いて説明したものと同じ引出し符号が付されたものについては同様であるためその説明を省略する。
図面において、２４は前記制御部１２に代えて設けられる制御部、２５はクラッシャ３を駆動する第一油圧ポンプ９から吐出される圧油の圧力を検知する第一圧力検知器、２６はクラッシャ３を除いた振動フィーダ２等のアクチュエータ１９〜２２を駆動する第二油圧ポンプ１０から吐出される圧油の圧力を検知する第二圧力検知器であって、これら検知器２５、２６によって検知された検知値が前記制御部２４に入力するようになっている。
【００１２】
前記制御部２４はマイクロコンピュータ等の電子、電気部品を用いて構成されるが、制御部２４は図３に示されるブロック回路図のように設定されている。つまり、２７は入力した前記クラッシャ速度設定器１４の設定値Ｖｃに基づいて第一油圧ポンプ９の斜板角を設定する第一斜板角設定手段、２８、３０は第一、第二圧力検知器２５、２６から入力した検知信号を平滑するフィルタ、２９は前記第一斜板角設定手段２７で設定された第一設定斜板角Ａ１とフィルタ２８を介して第一圧力検知器２５から入力する第一圧力検知値Ｐ１に基づいて第一油圧ポンプ９の要求トルクＴ１を演算する第一トルク演算手段である。
【００１３】
また、３１はフィーダ速度設定器１５の設定速度値Ｖｆに基づいて振動フィーダ用モータ１９を駆動するため設定（要求）される圧油流量（第一設定流量Ｆ１）を設定する第一流量設定手段、３２はメインコンベア４、サイドコンベア５、磁選機６の各モータ２０、２１、２２を駆動するため供給される圧油流量（第二設定流量Ｆ２）を設定する第二流量設定手段である。さらに３３は第一流量設定手段３１と第二流量設定手段３２とでそれぞれ設定された圧油流量Ｆ１、Ｆ２から第二油圧ポンプ１０の斜板角（第二設定斜板角Ａ２）を設定する第二斜板角設定手段である。
【００１４】
３４は第二斜板角設定手段３３で設定した第二設定斜板角Ａ２とフィルタ３０を介して出力される第一圧力検知器２５の第一検知圧力値Ｐ１とから第二油圧ポンプ１０の第二要求トルクＴ２を演算する第二トルク演算手段である。３５は第一トルク演算手段２９と第二トルク演算手段３４とでそれぞれ演算された油圧ポンプ９、１０の各要求トルクＴ１、Ｔ２を加算して両油圧ポンプ９、１０のトルク総和Ｔｓ（＝Ｔ１＋Ｔ２）を演算するトルク総和演算手段である。
【００１５】
３６は両ポンプ９、１０の最大トルク（本発明の「設定負荷トルク」に相当する）Ｔｍを設定する最大トルク設定手段、３７は最大トルク設定手段３６で設定された最大トルクＴｍをトルク総和演算手段３５で演算されたトルク総和Ｔｓで割って補正係数Ａｃ（＝Ｔｍ／Ｔｓ）を演算する補正係数演算手段、３８は補正係数演算手段３７で演算された補正係数Ａｃを「０」から「１」までの範囲の制限補正係数Ａｄ（０＜Ａｄ≦１）に制限する補正係数制限手段である。３９は第一斜板角設定手段２７で設定された第一設定斜板角Ａ１に補正係数制限手段３８から出力される前記制限された制限補正係数Ａｄを乗じて第一ポンプ９の第一設定斜板角を第一補正斜板角Ａ１ｄ（＝Ａ１×Ａｄ）に補正する第一斜板角補正手段、４０は第二斜板角設定手段３３で設定された第二ポンプ１０の第二設定斜板角Ａ２に前記制限補正係数Ａｄを乗じて該第二設定斜板角Ａ２を第二補正斜板角Ａ２ｄ（＝Ａ２×Ａｄ）に補正する第二斜板角補正手段である。４１はエンジンの回転数を設定回転数Ｒｅに設定する回転数設定手段、４２は該設定された設定回転数Ｒｅを前記制限補正係数Ａｄで割って設定回転数Ｒｅを補正回転数Ｒｅｄ（＝Ｒｅ／Ａｄ）に補正する回転数補正手段である。
【００１６】
このように構成された制御部２４では次のような制御が実行される。つまり、クラッシャ速度設定器１４で設定された設定速度値Ｖｃに基づいて第一斜板角設定手段２７ではクラッシャ３の要求流量に対応した第一油圧ポンプ９の第一設定斜板角Ａ１が設定されるが、該第一設定斜板角Ａ１と、第一圧力検知器２５のフィルタ２８で平滑にされた圧力検知値Ｐ１とに基づいて第一油圧ポンプ９の要求トルクが第一トルク演算手段２９において第一要求トルクＴ１として演算される。
【００１７】
また、フィーダ速度設定器１５からの設定値Ｖｆに基づいて振動フィーダ２を駆動するために必要な圧油の要求流量が第一流量設定手段３１において第一設定流量Ｆ１として設定され、メインコンベア５、サイドコンベア６、磁選機７を駆動するために必要な圧油の要求流量が第二流量設定手段３２において第二設定流量Ｆ２として設定され、前記第一、第二設定流量Ｆ１、Ｆ２に基づいて、第二油圧ポンプ１０の斜板角が第二斜板角設定手段３３において第二設定斜板角Ａ２として設定される。そして該設定された第二設定斜板角Ａ２とフィルタ３０で平滑にされた第二圧力検知手段２６の圧力検知値Ｐ２とに基づいて第二油圧ポンプ１０の要求トルクが第二トルク演算手段３４において第二要求トルクＴ２として演算される。
【００１８】
前記第一、第二トルク演算手段２９、３４で演算された第一、第二要求トルクＴ１、Ｔ２をトルク総和演算手段３５で加算して両油圧ポンプ９、１０の要求トルク総和Ｔｓを演算し、補正係数演算手段３７において、該演算した要求トルク総和Ｔｓで前記最大トルクＴｍを除算して補正係数Ａｃ（＝Ｔｍ／Ｔｓ）を演算する。そして、要求トルク総和Ｔｓが最大トルクＴｍよりも小さい場合、つまり要求トルク総和Ｔｓ＜最大トルクＴｍである場合、油圧ポンプ９、１０のトルクに余裕があることになって補正係数Ａｃは「１」を越えることになるが、これが補正係数制限手段３８で「１」に制限され、この制限された制限補正係数Ａｄ（＝１）が出力される。
これに対して、要求トルク総和Ｔｓ＞最大トルクＴｍである場合、つまり、要求トルク総和Ｔｓが最大トルクＴｍよりも大きく、油圧ポンプ９、１０のトルクに余裕がない場合には、補正係数Ａｃは「１」未満になり、このため補正係数制限手段３８では制限を受けることなく、そのまま補正係数値Ａｃが制限補正値Ａｄ（＝Ａｃ）となって出力される。
【００１９】
そして前記第一斜板角設定手段２７と第二斜板角設定手段３３とでそれぞれ設定された第一、第二設定斜板角Ａ１、Ａ２は、補正係数制限手段３８から出力される制限補正係数Ａｄがそれぞれ乗算されて第一、第二補正斜板角Ａ１ｄ、Ａ２ｄが演算され、この第一、第二補正斜板角Ａ１ｄ、Ａ２ｄが出力されて第一、第二油圧ポンプ９、１０の斜板角制御がそれぞれ実行される一方、回転数設定手段４１によって設定されたエンジン８の設定回転数Ｒｅは、制限補正係数Ａｄで除算されて補正回転数Ｒｅｄ（＝Ｒｅ／Ａｄ）が演算され、この補正回転数Ｒｅｄが出力されてエンジン８の回転駆動制御が実行されることになるが、前述したように要求トルク総和Ｔｓ＜最大トルクＴｍであって油圧ポンプ９、１０に余裕がある場合には、「１」より大きい数値として演算された補正係数Ａｃが制限補正係数Ａｄとして「１」に制限されるので、前記設定された設定回転数Ｒｅおよび第一、第二設定斜板角Ａ１、Ａ２がそのまま補正回転数Ｒｅｄ、補正斜板角Ａ１ｄ、Ａ２ｄとなって演算され、これに基づいたエンジン８の駆動制御、第一、第二油圧ポンプ９、１０の流量制御が実行される。
【００２０】
これに対し、要求トルク総和Ｔｓ＞最大トルクＴｍであって油圧ポンプ９、１０に余裕がない場合、補正係数制限手段３８から出力される補正係数Ａｃは「１」未満になるので、そのままこの補正係数Ａｃが制限補正係数Ａｄ（＝Ａｃ）となる。そして、回転数設定手段４１によって設定されたエンジン８の設定回転数Ｒｅがこの「１」未満の制限補正係数Ａｄで除算されて大きい補正回転数Ｒｅｄ（＜Ｒｅ）に補正され、エンジン８は、要求トルク総和と最大トルクとの比率に応じて増加した大きい補正回転数で回転駆動することになる。
【００２１】
一方、斜板角についてみると、要求トルク総和Ｔｓ＞最大トルクＴｍであって油圧ポンプ９、１０に余裕がない場合、補正係数制限手段３８から出力される「１」未満の補正係数Ａｃが制限補正係数Ａｄ（＝Ａｃ）となってこれが設定斜板角Ａ１、Ａ２に乗算されて補正斜板角Ａ１ｄ、Ａ２ｄが演算されて出力される結果、該補正斜板角Ａ１ｄ、Ａ２ｄは設定斜板角Ａ１、Ａ２よりも小さい値となり、これが出力されて要求トルク総和と最大トルクとの比率に応じて第一、第二油圧ポンプ９、１０の斜板角が下げられた状態での制御が実行されることになり、これによって油圧ポンプ９、１０の斜板角が小さくなったことによるポンプ流量の減少を、エンジン回転数の増加により相殺してポンプ流量が一定になるよう制御されるようになっている。
【００２２】
叙述のごとく構成された本発明の実施の形態において、低負荷作業状態であって要求トルク総和Ｔｓ＜最大トルクＴｍである場合、図４に示すようにエンジン８は線Ａ−Ｂ上で運転されて低燃費運転がなされ、燃費の向上が図れることになる。これに対し、高負荷状態となって要求トルク総和Ｔｓ＞最大トルクＴｍになった場合、油圧ポンプ９、１０のトルクが設定された最大トルクＴｍになるようポンプ斜板角が小さくなる制御がなされるが、ポンプ斜板角の低下量に対応してエンジン回転数が増加するよう制御されることになって線Ｂ−Ｃの範囲で運転される。この結果、高負荷状態になった場合、ポンプ斜板角の低下によるポンプ流量の低下をエンジン回転数の増大で相殺して一定に維持することができることになって、クラッシャ３を一定速度で運転できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】自走式破砕機の全体側面図である。
【図２】自走式破砕機における概略油圧回路図である。
【図３】自走式破砕機の制御状態を示すブロック回路図である。
【図４】エンジンの特性曲線図である。
【図５】従来の自走式破砕機における概略油圧回路図である。
【符号の説明】
【００２４】
３    クラッシャ
８    エンジン
９    第一油圧ポンプ
１０    第二油圧ポンプ
１４    クラッシャ速度設定器
２４    制御部
２５、２６  圧力検知器
２７    第一斜板角設定手段
２９    第一トルク演算手段
３３    第二斜板角設定手段
３４    第二トルク演算手段
３５    トルク総和演算手段
３６    最大トルク設定手段
３７    補正係数演算手段
３８    補正係数制限手段
３９    第一斜板角補正手段
４０    第二斜板角補正手段
４１    回転数設定手段
４２    回転数補正手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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